具有自适应亮点衰减的逆色调映射制造技术

本发明专利技术提供一种用于逆色调映射的方法，该方法通过以下步骤来进行：获得(42)第一逆色调映射函数的增益函数，该增益函数称为初始增益函数；如果(43)对当前图像的分析表明该当前图像的亮度值至少等于取决于该当前图像的该像素的预定百分比的亮度值(TH1)的至少一个像素由于对该当前图像应用该第一ITM函数而得到的扩展亮度值高于目标值，则对该当前图像应用(45)第二ITM函数，该第二ITM函数对应于该第一逆色调映射函数，其中该增益函数已被经修改增益函数替换，该经修改增益函数从该初始增益函数导出，其中由该初始增益函数提供的增益由衰减函数衰减，该衰减函数由控制该衰减的强度的加权因子加权，该加权因子取决于该当前图像的柱状图中最大亮度值与取决于该预定百分比的该亮度值之间的亮度值的统计分布。该亮度值之间的亮度值的统计分布。该亮度值之间的亮度值的统计分布。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有自适应亮点衰减的逆色调映射
1.

[0001]本专利技术实施方案中的至少一个实施方案整体涉及高动态范围成像领域，并且具体地涉及一种用于扩展低动态范围图像或标准动态范围图像的动态范围的方法和装置，该方法和装置特别关注如何自动地且自适应地将所得高动态范围图像中的亮区衰减到特定的目标亮度。
2.
技术介绍

[0002]显示技术的最新进展开始允许要显示的图像中颜色、亮度和对比度的扩展的动态范围。术语图像这里是指例如可以是视频或静态图片或图像的图像内容。
[0003]允许图像的亮度或明度的扩展的动态范围的技术称为高动态范围(HDR)成像。尽管已经出现了许多HDR显示设备，还有能够以增大的动态范围捕获图像的图像相机，但可用的HDR内容的数量仍然非常有限。需要允许扩展现有内容的动态范围以使得这些内容可高效地显示在HDR显示设备上的解决方案。
[0004]为了制备用于HDR显示设备的常规(本文称为低动态范围的LDR或标准动态范围的SDR)内容，可采用反或逆色调映射算子(ITMO或ITM)。ITMO允许通过使用处理图像中的像素的亮度信息的算法来从常规(LDR或SDR)图像生成HDR图像，其目的是回收或重新创建对应原始场景的外观。通常，ITMO采用常规图像作为输入，以全局方式扩展该图像的颜色的亮度范围，并且随后局部处理高光区或亮区(即，光点)以增强图像中的颜色的HDR外观。
[0005]为了增强图像中的亮区，已知创建亮度扩展图(或增益函数)，将SDR图像的每个像素与扩展值相关联，以应用于该像素的亮度从而获得对应的HDR图像。然而，即使在应用最佳可能的亮度增益函数时(更不用说在应用并非特别适于所述SDR图像的固定亮度增益函数时)，在所获得的HDR图像中也可能出现不良分级。具体地，SDR图像中覆盖宽区的高光区或亮区可能导致对应HDR图像中产生过亮的区。因此，一些HDR显示设备无法正确显示此类HDR图像。实际上，由于这些HDR图像超过了它们的显示容量，因此显示设备应用或多或少有效的算法来局部或全局降低HDR图像的亮度。当不由显示设备管理时，对应HDR图像中的大的亮区可能使观看者眼花缭乱或至少使其HDR观看体验不愉快。然后，优选地以受控方式衰减这些区的亮度。
[0006]期望克服以上缺点。
[0007]具体地，期望定义一种逆色调映射方法，允许自动地且自适应地将亮区衰减到特定的扩展目标亮度。
3.
技术实现思路

[0008]在第一方面，本专利技术实施方案中的一个或多个实施方案提供了一种用于逆色调映射的方法，其中该方法包括：获得图像，该图像称为当前图像；获得第一逆色调映射函数的增益函数，该增益函数称为初始增益函数；如果对该当前图像的分析表明该当前图像的亮度值至少等于取决于该当前图像的该像素的预定百分比的亮度值的至少一个像素由于对
该当前图像应用该第一逆色调映射函数而得到的扩展亮度值高于目标值，则对该当前图像应用第二逆色调映射函数，该第二逆色调映射函数对应于该第一逆色调映射函数，其中该增益函数已被经修改增益函数替换；该经修改增益函数是从该初始增益函数导出的函数，其中由该初始增益函数提供的增益由衰减函数衰减，所述衰减函数是由控制该衰减的强度的加权因子加权的亮度值的递增函数，该加权因子取决于该当前图像的柱状图中最大亮度值与取决于该预定百分比的该亮度值之间的亮度值的统计分布。
[0009]在一个实施方案中，该方法包括：从该最大亮度值开始以亮度值的降序浏览该柱状图；在所浏览的亮度值至少等于取决于该预定百分比的该亮度值时并且对所浏览的亮度值应用该第一逆色调映射函数的结果至少等于该目标扩展亮度值时，针对每个所浏览的亮度值计算中间加权因子；以及将该加权因子的该值设置为对应于所计算的中间加权因子的最大值的值。
[0010]在一个实施方案中，该中间加权因子取决于中间扩展目标亮度值，该中间扩展目标亮度值为该扩展目标亮度值与对所浏览的亮度值应用该第一逆色调映射函数的该结果之间的加权和，该加权和的每个权重取决于代表该当前图像的亮度值比所浏览的亮度值更高的像素的比例的值。
[0011]在一个实施方案中，代表该当前图像的亮度值比所浏览的亮度值更高的该像素的比例的值还取决于最大授权扩展亮度值。
[0012]在一个实施方案中，该方法包括当该当前图像的亮度值比所浏览的亮度值更高的像素的数量低于预定义最小像素数量时，对该当前图像应用该第一逆色调映射函数。
[0013]在一个实施方案中，该当前图像属于视频序列并且该方法包括检测该当前视频序列中的场景剪切，控制该衰减的该强度的该加权因子还取决于针对该视频序列中该当前图像之前的另一图像所计算的控制该衰减的该强度的至少一个其他加权因子，在该当前图像与该另一图像之间尚未检测到该场景剪切。
[0014]在一个实施方案中，该方法包括验证利用该第二逆色调映射函数获得的第一逆色调映射曲线的单调性，以及当该第一逆色调映射曲线不单调时，修改该第二逆色调映射函数的至少一个参数以获得单调的第二逆色调映射曲线。
[0015]在第二方面，本专利技术实施方案中的一个或多个实施方案提供了一种用于逆色调映射的设备，其中该设备包括电子电路系统，该电子电路系统适于：获得图像，该图像称为当前图像；获得第一逆色调映射函数的增益函数，该增益函数称为初始增益函数；如果对该当前图像的分析表明该当前图像的亮度值至少等于取决于该当前图像的该像素的预定百分比的亮度值的至少一个像素由于对该当前图像应用该第一逆色调映射函数而得到的扩展亮度值高于目标值，则对该当前图像应用第二逆色调映射函数，该第二逆色调映射函数对应于该第一逆色调映射函数，其中该增益函数已被经修改增益函数替换；该经修改增益函数是从该初始增益函数导出的函数，其中由该初始增益函数提供的增益由衰减函数衰减，该衰减函数是由控制该衰减的强度的加权因子加权的亮度值的递增函数，该加权因子取决于该当前图像的柱状图中最大亮度值与取决于该预定百分比的该亮度值之间的亮度值的统计分布。
[0016]在一个实施方案中，该电子电路系统还适于：从该最大亮度值开始以亮度值的降序浏览该柱状图；在所浏览的亮度值至少等于取决于该预定百分比的该亮度值时并且对所
浏览的亮度值应用该第一逆色调映射函数的结果至少等于该目标扩展亮度值时，针对每个所浏览的亮度值计算中间加权因子；以及，
[0017]将该加权因子的该值设置为对应于所计算的中间加权因子的最大值的值。
[0018]在一个实施方案中，该中间加权因子取决于中间扩展目标亮度值，该中间扩展目标亮度值为该扩展目标亮度值与对所浏览的亮度值应用该第一逆色调映射函数的该结果之间的加权和，该加权和的每个权重取决于代表该当前图像的亮度值比所浏览的亮度值更高的像素的比例的值。
[0019]在一个实施方案中，代表该当前图像的亮度值比所浏览的亮度值更高的像素的比例的值还取决于最大授权扩展亮度值。
[0020]在一个实施方案中，该电子电路系统还适于当该当前图像的亮度值比所浏览的亮度值更高的像素的数量低于预定义最小像素数量时，对该本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于逆色调映射的方法，其中所述方法包括：获得(41)图像，所述图像称为当前图像；获得(42)第一逆色调映射函数的增益函数，所述增益函数称为初始增益函数；获得目标亮度值(TH1)；如果(43)所述当前图像的亮度值至少等于所述目标亮度值(TH1)的至少一个像素由于对所述当前图像应用所述第一逆色调映射函数而得到的扩展值高于目标扩展亮度值(BSTarget')，则对所述当前图像应用(45,453)第二逆色调映射函数，所述第二逆色调映射函数对应于所述第一逆色调映射函数，其中所述增益函数已被经修改增益函数替换；所述经修改增益函数是从所述初始增益函数导出的函数，其中由所述初始增益函数提供的增益由衰减函数衰减，所述衰减函数是由控制所述衰减的强度的加权因子(hlCoef)加权的亮度值的递增函数，所述加权因子取决于所述当前图像的柱状图中最大亮度值与所述目标亮度值(TH1)之间的亮度值的统计分布。2.根据权利要求1所述的方法，所述方法包括从所述最大亮度值开始以亮度值的降序浏览所述柱状图；在(431B)所浏览的亮度值至少等于所述目标亮度值(TH1)并且(431H)对所浏览的亮度值应用(431G)所述第一逆色调映射函数的结果至少等于所述目标扩展亮度值(BSTarget')时，针对每个所浏览的亮度值计算(431J)中间加权因子(hlCoef[k])；以及，将所述加权因子(hlCoef)的所述值设置(431M)为对应于所计算的中间加权因子的最大值的值。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述中间加权因子取决于中间扩展目标亮度值，所述中间扩展目标亮度值为所述扩展目标亮度值与对所浏览的亮度值应用(431G)所述第一逆色调映射函数的所述结果之间的加权和(431I)，所述加权和的每个权重取决于代表所述当前图像的亮度值比所浏览的亮度值更高的像素的比例(α)的值。4.根据权利要求3所述的方法，其中代表所述当前图像的亮度值比所浏览的亮度值更高的所述像素的比例(α)的值还取决于最大授权扩展亮度值。5.根据权利要求3所述的方法，所述方法包括当所述当前图像的亮度值比所浏览的亮度值更高的像素的数量(SumOfHiBins)低于预定义最小像素数量时，对所述当前图像应用所述第一逆色调映射函数。6.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述当前图像属于视频序列并且所述方法包括检测所述当前视频序列中的场景剪切，控制所述衰减的所述强度的所述加权因子还取决于针对所述视频序列中所述当前图像之前的另一图像所计算的控制所述衰减的所述强度的至少一个其他加权因子，在所述当前图像与所述另一图像之间尚未检测到所述场景剪切。7.根据任一前述权利要求所述的方法，所述方法包括验证利用所述第二逆色调映射函数获得的第一逆色调映射曲线的单调性，以及当所述第一逆色调映射曲线不单调时，修改所述第二逆色调映射函数的至少一个参数以获得单调的第二逆色调映射曲线。8.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述目标亮度值取决于所述当前图像的所述像素的预定百分比(P)。9.一种用于逆色调映射的设备，其中所述设备包括电子电路系统，所述电子电路系统
适于：获得(41)图像，所述图像称为当前图像；获得(42)第一逆色调映射函数的增益函数，所述增益函数称为初始增益函数；获得目标亮度值(TH1)；如果(43)所述当前图像的亮度值至少等于所述目标亮度值(TH1)的至少一个像素由于对所述当...

【专利技术属性】
技术研发人员：L，
申请(专利权)人：交互数字CE专利控股有限公司，
类型：发明
国别省市：